Нормы и способы очищения сточных вод

С целью соблюдения санитарных норм и сохранения нормального состояния экологии в стране производится постоянная и непрерывная нейтрализация сточных вод. Такое действие представляет собой комплекс определенных мероприятий, направленных на очистку сточной воды, отправляемой промышленными предприятиями или частными хозяйствами в местные водоемы. Стоит знать, что доочистка сточных вод производится в специальных сооружениях, конструкция и принцип действия которых меняются в зависимости от способа нейтрализации.

Важно: нейтрализацию стоков от централизованных сетей и промышленных предприятий производят службы водоканала. Бытовые же стоки от частных строений нужно нейтрализовать своими руками, то есть путем приобретения специальных установок. Особенно актуален этот вопрос для хозяев частных загородных строений с индивидуальной системой канализации.

Всегда важно помнить, что загрязненные стоки являются серьезной угрозой человечеству. Так, постоянный сброс грязной воды в грунт или водоемы может привести к окончанию запасов питьевой воды на планете. Поэтому нужно всерьез задуматься о том, чтобы наши лети и внуки могли жить полноценно на Земле.

Определение сточных вод

Чтобы понимать, какую угрозу несут в себе стоки для человечества, необходимо понимать, что де такое сами сточные воды. Стоками называются все воды, которые прошли цикл использования в быту или промышленности и были загрязнены различными методами от бытового до промышленного. В качестве загрязнителей могут выступать фекалии, биомассы, химикаты и щелочи. Кроме того, к стокам также относят талую и ливневую воду, которые также напитаны реактивами и химическими загрязнителями.

Таким образом, в соответствии с типом загрязнения стоков выбирают и метод их очистки.

Различают три типа загрязнений стоков:

• Минеральное. Этот тип примесей в воде имеет неорганическое происхождение. То есть, вода в процессе эксплуатации могла контактировать с частицами грунта, солями и прочими неорганическими веществами.
• Органическое. Такие стоки содержат в себе примеси органического происхождения, то есть, продукты переработки животного и растительного миров.
• Биологическое. Здесь примеси имеют зависимость от сточной воды и питаются за счет этой мокрой среды.

Важно: как правило, стоки содержат все три типа загрязнений, но с той лишь разницей, что процентное соотношение примесей может меняться в большую или меньшую сторону в зависимости от метода использования воды.

Нормативы нейтрализации стоков

Жесткие нормы по очистке стоков прописаны только для промышленных предприятий. Здесь регламент гласит, что очищенная воды после обработки должна содержать примесь из расчета 1 мг/литр воды. Такие стоки считаются уже безопасными для окружающей среды.

К нейтрализации стоков бытового происхождения в частных хозяйствах пока не применяется строгих норм. Но это не значит, что можно сбрасывать грязную воду в грунт или водоемы. Подобная халатность грозит хозяину дома как минимум административной ответственностью (штраф), а По-максимуму могут привлечь к уголовной. Поэтому стоит быть внимательными к итоговому состоянию сточной воды и ила в ней при сброске их в грунт. Поскольку рано или поздно даже сброшенные в грунт стоки попадут через грунтовые воды в водоем.

Способы нейтрализации стоков

Стоки, прошедшие очистку через системы, работающие по одному из принципов, можно смело использовать в хозяйстве для полива садово-огородных культур, строительства, мытья асфальтированных территорий и пр.

Выделяют несколько способов очистки стоков:

• Механическая нейтрализация (отстаивание воды и её фильтрование);
• Биологическая очистка (обработка грязной воды с применением бактерий);
• Физико-химическая (сорбция, коагуляция);
• Химическая очистка (смешение грязной воды с реактивами).
• Электрохимический метод.

Рассмотрим подробнее каждый из них.

Механический способ

Этот метод очистки стоков используется в самом начале нейтрализации стоков. Направлен метод на отделение крупных частиц мусора от объема воды и на образование органического ила. В качестве техник механической нейтрализации используются либо фильтры с крупными ячейками, либо простое гравитационное отстаивание. В первом случае вода с примесями крупного мусора проходит через фильтры, оставляя на их сетках все крупнофракционные включения. Во втором случае не применяется никаких фильтров. Вода стоит в накопителе и под воздействием естественной гравитации крупный мусор оседает на дно, образуя ил. Схема работы обоих методов довольно проста.

Важно: благодаря механическому методу нейтрализации стоков удается достичь их очистки примерно на 50-60%. Особенно актуален такой метод на промышленных предприятиях и предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли.

Стоит отметить, что механический метод, включающий в себя отстаивание, процеживание и прохождение стоков через фильтры, является самым дешевым. Поэтому широко применим и в частном хозяйстве. Кроме того, именно таким способом удается очистить в большей мере ливневые стоки. Для этого в системе канализации монтируют своеобразные фильтры — пескоулавливатели.

Важно: для качественной работы системы фильтрования необходимо периодически чистить фильтры.

Биологический метод

Этот метод основан на работе специальных установок, обогащенных бактериями. Схема работы таких биологических станций проста и разнится в зависимости от используемых станций. Так, при биологическом методе очистки и нейтрализации стоков используют такое оборудование:

• Биофильтр. Эта станция работает по принципу просачивания. То есть стоки медленно просачиваются через фильтрационный слой (песок или щебень), верхняя граница которого обработана бактериями. В результате происходит уничтожение активных примесей в воде. Реакция носит название биоокисление. Стоки, прошедшие бактериологические фильтры, считаются очищенными на 70-80%.
• Биопруд. Биологические пруды создаются искусственно для дальнейшей доочистки сточной воды после её отстаивания и биологической нейтрализации. Как правило, пруды биологические имеют небольшую глубину (около 1 метра) и работают на естественных биологических процессах. То есть вода нейтрализуется благодаря лучам солнца, которые разгоняют работу бактерий в прудах. Активный ил в этом случае оседает на дно и является средой для переработки микроорганизмов в воде. В биологических прудах непрерывно происходит аэробно-анаэробный процесс нейтрализации вредных примесей. При этом аэробный способ обработки воды в пруду происходит либо под воздействием кислорода из атмосферы, либо под воздействием кислорода, поступающего в пруд через специальную мембранную установку. Подобный метод носит название искусственная аэрация.
• Биореактор. Такая установка предназначена для нейтрализации примесей в бытовых сточных водах. Биореактор состоит из нескольких камер, заключенных в монолитный герметичный резервуар. Также в биореакторе имеются различные слои бактерий, которые обрабатывают воду, протекающую через них. Причем слои бактерий в биореакторе расположены не снизу вверх, а слева направо. То есть, по ходу тока воды. К биологически-активным слоям в биореакторе относят торф, биоблокатор, кальцийсодержащие породы, щебень и два слоя крупнозернистой и мелкофракционной загрузок. Стоит знать, что в качестве горной кальцийсодержащей породы в биореакторе используют доломит, известняк или мергель. Таким образом, биореактор представляет собой своеобразный фильтр для стоков.
• Аэротенк. Схема и принцип работы такой установки заключается в использовании активного ила. То есть, имеем полностью закрытый резервуар, на дне которого располагается активный ил из простейших организмов (инфузории, амёбы и пр.). Все они отлично справляются с доочисткой сточной воды, пожирая вредные микроорганизмы.

Важно: активный ил работает интенсивнее при плюсовых температурах выше +5 градусов. Чем холоднее вокруг, тем менее активным является ил.

Физико-химический метод

Этот метод очистки сточной воды редко применяется в быту и все чаще встречается на промышленных очистных сооружениях. Одним из самых распространенных способов считается коагуляция — то есть воздействие на вредные примеси для их дальнейшего слипания в более крупные фракции. В результате такой обработки стоков вода очищается от примесей в разы быстрее и лучше.

Сюда же можно отнести и метод сорбции. В этом случае сорбционные препараты поглощают вредные примеси под воздействием физико-химических реакций. Сорбционными материалами могут быть как твердые вещества, так и жидкие. При этом метод сорбции различает два основных типа воздействия на воду:

• Адсорбция — поглощение примесей за счет поглотителя (адсорбента).
• Абсорбция — поглощение с последующей диффузией поглощенных примесей вглубь сорбента.

Сорбция считается самым эффективным из методов нейтрализации стоков особенно на промышленных предприятиях.

Экстракция

Этот способ переработки и нейтрализации грязной воды широко используется на промышленных предприятиях. Наиболее актуален метод экстракции в тех случаях, когда в стоках содержится большое количество растворенных примесей. В этом случае экстракт (органический растворитель) запускается в воду с целью нейтрализовать примеси. В результате экстракции все примеси отделяются от стоков и выводятся одним из механических способов (чаще через мембранную установку). Мембранное оборудование позволяет более продуктивно отделить полученные экстракты примесей от воды.

Ионный обмен

Суть и схема ионобменного метода заключается в нейтрализации всех примесей солей, цинка, железа, меди, хрома, ртути и других примесей из воды. Ионный обмен происходит в воде под воздействием введенных в стоки препаратов. Метод ионного обмена для нейтрализации стоков чаще всего применяется на фармацевтической, металлургической, коксохимической и других отраслях промышленности. Использование метода ионного обмена в быту нецелесообразно ввиду дороговизны и сложности процесса.

Химические методы

Здесь для очистки сточной воды и нейтрализации вредных остаточных примесей используются химические препараты, которые, вступая в реакцию с микроорганизмами, полностью обезвреживают их. В качестве реагентов часто применяют хлор, перманганат калия и пр. В дальнейшем вода также проходит через мембранный фильтр, с целью отсеивания препаратов обработки.

Электрохимический метод

Способ применения анодного окисления, электрофлотации, электрокоагуляции, катодного восстановления по отношению к стокам для их очистки называют электрохимическим. Схема работы такого метода заключается в пропускании тока через всю толщу сточных вод. Благодаря применению электрохимической методики удается извлечь из стоков максимум вредных примесей без использования химических препаратов. Единственным минусом электрохимического метода является чрезмерно большой расход электричества, поэтому для бытового применения такой способ нейтрализации  стоков не подходит.